Ley de Ohm, efecto Joule, conexiones y cables

Según el efecto Joule, la energía disipada por un cable es proporcional a su resistencia eléctrica y al cuadrado de la intensidad de corriente que circula por él, o en otras palabras: el doble de una intensidad de corriente origina una pérdida de energía cuatro veces mayor, mientras que una intensidad de corriente diez veces mayor ocasiona una pérdida cien veces mayor.

Por motivos de seguridad, en embarcaciones se utilizan tensiones bajas (< 60 voltios). Por tanto, en motores eléctricos de 2.000 a 4.000 vatios de potencia de entrada ya circulan picos de corriente de entre 80 y 100 amperios (en función de la configuración de la batería).

Para facilitar la comparación imaginemos un taladro: uno de 1.100 vatios toma 5 amperios de un enchufe de 220 V. Si se utilizara un motor eléctrico con un cable de uso doméstico, se produciría una disipación de energía un 15% aprox. tomando sólo la resistencia del cable. Para minimizar la disipación de energía y evitar que se produzcan sobrecalentamientos locales, los fabricantes deben reducir todo lo posible la resistencia del cable, lo que se puede realizar de dos modos distintos: minimizando la longitud del cable que conecta la batería y el motor o seleccionando un cable con una sección adecuada.

Debido a la relación cuadrática entre las pérdidas del cable y la intensidad de corriente, es aconsejable utilizar voltajes más elevados para potencias de entrada más altas, es decir, utilizar más baterías conectadas en serie. La potencia entregada por la batería se calcula multiplicando el voltaje de la batería por su intensidad de corriente. Por tanto, un motor con una potencia de entrada de 2.000 W, alimentado con 2 baterías de plomo de 12 V conectadas en serie, recibiría una corriente máxima de 2.000 W divididos por 24 V, es decir, de 83 A.

En un motor de 4.000 vatios la corriente ascendería a 166 A, lo que conllevaría pérdidas a nivel del cable 4 veces mayores; habría que invertir en cables con una sección mucho mayor para minimizar las pérdidas en el cable. Un motor de 4.000 W con 4 baterías de plomo en serie de 12 V cada una, 48 V en total, recibiría una corriente máxima de 4.000 W divididos entre 48 V, es decir, de 83 A. Con un banco de baterías de esta configuración se puede emplear el mismo cable que con el motor de 2.000 vatios.

Este es uno de los motivos por los que nuestros motores están optimizados para potencias y voltajes más elevados.